CN113641140A - 一种基于人机交互界面的plc功能自动化检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于人机交互界面的PLC功能自动化检测系统,该系统由人机交互界面,视觉监测模块,系统电源模块,CANOpen通讯模块,工业计算机,数字量I\O模块,模拟量I\O模块,脉冲信号采集及输出模块,Modbus通信模块构成。人机界面将PLC测试过程的信息展示和流程控制,工业计算机作为工作平台,根据待测PLC模块功能类型将测试程序下装至PLC主控制器,通过Modbus通讯模块与主控制器进行通讯,选择不同的输入输出模块进行PLC外部信号的功能测试,视觉监测模块在信号采集同时监测PLC指示灯状态。汇总模块采集结果、PLC主控制器反馈信息和视觉监测系统采集结果数据,形成被测PLC模块各项指标的测试报告。本发明可以根据测试模块的种类、数量、接口进行扩展。
Description
技术领域
本发明涉及PLC功能测试技术领域,特别是涉及到PLC生产过程中的产品合格性测试,通过软件自动化控制来测试PLC模块的各项功能。
背景技术
可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC),一种具有微处理器的用于自动化控制的数字运算控制器,可以将控制指令随时载入内存进行储存与执行。可编程控制器由CPU、指令及数据内存、输入/输出接口、电源、数字模拟转换等功能单元组成。在PLC产品生产过程中,需要对PLC中的各类功能单元进行功能验证,为了节省人力、时间或硬件资源、提高测试效率,设计一种基于人机交互界面的PLC功能自动化检测系统,通过软件控制流程,产生测试信号及数据,将每个输入端口采集到的信息进行统计汇总,自动生成PLC模块的测试结果。
发明内容
本发明提供一种模拟实际PLC运行环境的来测试PLC模块功能及其人机交互的软件和系统。采用以下技术方案:
一种基于人机交互界面的PLC功能自动化检测系统,由人机交互界面,视觉监测模块,系统电源模块,CANOpen通讯模块,工业计算机,数字量输入输出模块,模拟量输入输出模块,脉冲信号采集及输出模块,Modbus通信模块构成。人机界面实现对PLC测试过程的信息展示和流程控制,由工业计算机作为工作平台,根据待测PLC模块功能类型选用不同的PLC测试程序下装至PLC主控制器,通过Modbus通讯模块与主控制器进行通讯,并选项不同的输入输出模块进行PLC外部信号的功能测试,视觉监测模块在信号采集同时监测PLC指示灯状态是否与预设值相同。最终将各输入输出模块采集结果、PLC主控制器反馈信息和视觉监测系统采集结果数据融合,形成该被测PLC模块各项指标的测试报告。
所述的人机交互界面集成了模块信息识别,模块测试,模块测试结果展示及相关数据管理查询功能,可以根据事先存储的模块配置信息自动选择需要进行的测试项及PLC主控制器中需要下装的程序,实现自动化检测过程的逻辑控制。
所述的人机交互界面是在工业计算机平台上运行,使用触摸屏进行操作。
所述的视觉检测模块主要是CCD相机,通过网络接口与工业计算机连接进行数据通信。
所述的系统电源模块包括220V转24V电源,5V转24V电源。
所述的CANOpen通信模块主要是USB转CANOpen协议转换模块,该模块通过USB与工业计算机连接进行数据通信。
所述的工业计算机带有触摸屏,实现人机交互界面的触摸操作。
所述的数字量输入输出模块包括0-24V数字量输入,0-24V数字量输出。
所述的模拟量输入输出模块包括0-5V电压输出,4-20mA电流输出,4-20mA电流输入。
所述的脉冲信号采集及输出模块包括PWM输出,频率量采集。
所述的Modbus通信模块主要是由人机交互软件通过模拟协议通信帧与PLC具有Modbus通讯协议的模块进行通信,该功能通过工业计算机使用网口或串口连接进行数据通信,用于工业计算机与待测PLC模块的数据通信及测试。
附图说明
图1为本发明一种基于人机交互界面的PLC功能自动化检测系统构成。
图2为本发明的一种基于人机交互界面的PLC功能自动化检测系统基本工作流程。
具体实施方式
本发明提供一种模拟实际PLC运行环境的来测试PLC模块功能及其人机交互的软件和系统。采用以下技术方案:
一种基于人机交互界面的PLC功能自动化检测系统,由人机交互界面,视觉监测模块,系统电源模块,CANOpen通讯模块,工业计算机,数字量输入输出模块,模拟量输入输出模块,脉冲信号采集及输出模块,Modbus通信模块构成。人机界面实现对PLC测试过程的信息展示和流程控制,由工业计算机作为工作平台,根据待测PLC模块功能类型选用不同的PLC测试程序下装至PLC主控制器,通过Modbus通讯模块与主控制器进行通讯,并选择不同的输入输出模块进行PLC外部信号的功能测试,视觉监测模块在信号采集同时监测PLC指示灯状态是否与预设值相同。最终将各输入输出模块采集结果、PLC主控制器反馈信息和视觉监测系统采集结果数据融合,形成该被测PLC模块各项指标的测试报告。
所述的人机交互界面集成了模块信息识别,模块测试,模块测试结果展示及相关数据管理查询功能,可以根据事先存储的模块配置信息自动选择需要进行的测试项及PLC主控制器中需要下装的程序,实现自动化检测过程的逻辑控制。
所述的人机交互界面是在工业计算机平台上运行,使用触摸屏进行操作。
所述的视觉检测模块主要是CCD相机,通过网络接口与工业计算机连接进行数据通信。
所述的系统电源模块包括220V转24V电源,5V转24V电源。
所述的CANOpen通信模块主要是USB转CANOpen协议转换模块,该模块通过USB与工业计算机连接进行数据通信。
所述的工业计算机带有触摸屏,实现人机交互界面的触摸操作。
所述的数字量输入输出模块包括0-24V数字量输入,0-24V数字量输出。
所述的模拟量输入输出模块包括0-10V电压输出,4-20mA电流输出,4-20mA电流输入。
所述的脉冲信号采集及输出模块包括PWM输出,频率量采集。
所述的Modbus通信模块主要是通过软件编写Modbus模拟通讯帧进行串口或网口通信。
以下结合实施例对本发明做进一步详细的描述:
实施例1
本发明的一种基于人机交互界面的PLC功能自动化检测系统,由人机交互界面,视觉监测模块,系统电源模块,CANOpen通讯模块,工业计算机,数字量输入输出模块,模拟量输入输出模块,脉冲信号采集及输出模块,Modbus通信模块构成。其中,人机界面实现对PLC测试过程的信息展示和流程控制,由工业计算机作为工作平台。系统电源模块与CANOpen通讯模块,工业计算机,数字量输入输出模块,模拟量输入输出模块,脉冲信号采集及输出模块,Modbus通信模块连接,提供各模块工作需要的电压。CANOpen通讯模块,数字量输入输出模块,模拟量输入输出模块,脉冲信号采集及输出模块,Modbus通信模块与工业计算机连接,受工业计算机控制。视觉监测模块独立位于待测PLC模块区域。
所述的一种基于人机交互界面的PLC功能自动化检测系统,其工作流程为:根据待测PLC模块功能类型选用不同的PLC测试程序下装至PLC主控制器,通过Modbus通讯模块与主控制器进行通讯,并选择不同的输入输出模块进行PLC外部信号的功能测试,视觉监测模块在信号采集同时监测PLC指示灯状态是否与预设值相同。最终将各输入输出模块采集结果、PLC主控制器反馈信息和视觉监测系统采集结果数据融合,形成该被测PLC模块各项指标的测试报告。
所述的人机交互界面集成了模块信息识别,模块测试,模块测试结果展示及相关数据管理查询功能,可以根据事先存储的模块配置信息自动选择需要进行的测试项及PLC主控制器中需要下装的程序,实现自动化检测过程的逻辑控制。
所述的工业计算机带有触摸屏,实现人机交互界面的触摸操作。
所述的人机交互界面是在工业计算机平台上运行,使用触摸屏进行操作,并将所有测试结果和过程数据显示在触摸屏上。
所述的视觉检测模块主要是CCD相机,通过网络接口与工业计算机连接进行数据通信。CCD相机在人机交互界面软件控制下采集待测PLC模块的外部信息,识别PLC模块上的指示灯状态,将分析结果记录在数据库中。
所述的系统电源模块包括220V转24V电源,用于给视觉监测模块,CANOpen通讯模块,数字量输入输出模块,模拟量输入输出模块,脉冲信号采集及输出模块,5V转24V电源是将5V模拟量输出电压等比提升为24V电压,用于PLC模块测试使用。
所述的CANOpen通信模块主要是USB转CANOpen协议转换模块,用于测试PLC的CANOpen通信模块的功能,该模块通过USB与工业计算机连接进行数据通信。
所述的数字量输入输出模块包括0-24V数字量输入,用于测量PLC的0-24V数字量输出模块的输出端口;0-24V数字量输出,用于测量PLC的0-24V数字量输入模块的输入端口。
所述的模拟量输入输出模块包括0-10V电压输出,经过系统电源模块等比升压,用于测试PLC的电压模拟量输入端口;4-20mA电流输出,用于测试PLC的电流模拟量输入端口;4-20mA电流输入,用于测试PLC的电流模拟量输出端口。
所述的脉冲信号采集及输出模块包括PWM输出,用于测试PLC的频率采集端口功能;频率量采集用于测试PLC的PWM模块端口。
所述的Modbus通信模块主要是由人机交互软件通过模拟协议通信帧与PLC具有Modbus通讯协议的模块进行通信,该功能通过工业计算机使用网口或串口连接进行数据通信,用于工业计算机与待测PLC模块的数据通信及测试。
由上可知,本发明的一种基于人机交互界面的PLC功能自动化检测系统,支持PLC的主控制模块,数字量输入输出模块,模拟量输入输出模块,PWM模块,频率采集模块,CANOpen总线通信,Modbus总线通信的端口功能测试,端口精度测试,面板指示灯功能测试,且能够根据其他不同的PLC模块功能进行扩展。本发明采用采用自动化检测方式,不仅能够实现丰富的PLC端口测试,而且能够实现PLC外部指示灯的功能测试,省略了此类测试工作的人工依赖,更加降低了整套系统的使用复杂度,适合PLC生产过程中的产品功能检测。
Claims (9)
1.一种基于人机交互界面的PLC功能自动化检测系统,其特征在于:包括人机交互界面,视觉监测系统,系统电源模块,CANopen通讯模块,工业计算机,数字量输入输出模块,模拟量输入输出模块,脉冲信号采集及输出模块,Modbus通信模块。
2.根据权利要求1所述的一种基于人机交互界面的PLC功能自动化检测系统,其特征在于:所述的人机交互界面集成了模块信息识别,模块测试,模块测试结果展示及相关数据管理查询功能,可以根据事先存储的模块配置信息自动选择需要进行的测试项及PLC主控制器中需要下装的程序,实现自动化检测过程的逻辑控制。
3.根据权利要求1所述的一种基于人机交互界面的PLC功能自动化检测系统,其特征在于:所述的人机交互界面是在工业计算机平台上运行,使用触摸屏进行操作。
4.根据权利要求1所述的一种基于人机交互界面的PLC功能自动化检测系统,其特征在于:所述的视觉检测模块主要是CCD相机,通过网络接口与工业计算机连接进行数据通信。
5.根据权利要求1所述的一种基于人机交互界面的PLC功能自动化检测系统,其特征在于:所述的CANOpen通信模块主要是USB转CANOpen协议转换模块,该模块通过USB与工业计算机连接进行数据通信。
6.根据权利要求1所述的一种基于人机交互界面的PLC功能自动化检测系统,其特征在于:所述的数字量输入输出模块包括使用NI系列模块提供0-24V数字量输入,0-24V数字量输出。
7.根据权利要求1所述的一种基于人机交互界面的PLC功能自动化检测系统,其特征在于:所述的模拟量输入输出模块使用NI系列板卡实现±10V电压输出,0-20mA电流输出,4-20mA电流采集。
8.根据权利要求1所述的一种基于人机交互界面的PLC功能自动化检测系统,其特征在于:所述的脉冲信号采集及输出模块包括PWM输出,频率测量采集及计数,具备模拟编码器波形功能,使用NI公司产品并配合高速升降压模块进行协同工作。
9.根据权利要求1所述的一种基于人机交互界面的PLC功能自动化检测系统,其特征在于:所述的Modbus通信模块主要是由人机交互软件通过模拟协议通信帧与PLC具有Modbus通讯协议的模块进行通信,该功能通过工业计算机使用网口或串口连接进行数据通信,用于工业计算机与待测PLC模块的数据通信及测试。
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